淮河模型試驗大廳鋼管柱高拋自密實混凝土施工質(zhì)量控制

金鑫陳寧

淮河模型試驗大廳鋼管柱高拋自密實混凝土施工質(zhì)量控制

金鑫陳寧

一、工程概況

淮河防洪除澇減災(zāi)實體模型基地模型試驗大廳位于合肥市三十崗鄉(xiāng)，建筑面積 23619m2，長 314.8m，寬 92m，為檐口高度 22.00m、跨度 58.96～73.86+16.98m的單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑，跨中設(shè)置搖擺柱。工程結(jié)構(gòu)形式為排架柱+三肢管桁架結(jié)構(gòu)。排架柱為矩形鋼管內(nèi)灌混凝土，共58根，柱高12～22m，沿柱高每隔1.5m內(nèi)設(shè)鋼板加筋肋。柱內(nèi)混凝土采用高拋自密實方式澆筑，混凝土強度等級為C40。

二、澆筑工藝介紹

目前，國內(nèi)相對成熟的鋼管柱混凝土澆筑工藝主要有泵送頂升法、立式手工澆筑法以及高位拋落法。該工程采用的高位拋落法是通過混凝土下落時的動能來達(dá)到其自身振實的目的。

自密實混凝土是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土，其特點是具有很高的流動性而不離析、不泌水，可不經(jīng)振搗或者少振搗而自動流平而達(dá)到密實，可有效地解決鋼管混凝土振搗的難題，保證施工質(zhì)量。工作性能指標(biāo)：坍落度≥240mm，擴(kuò)展度≥650mm，填充性H≤5mm，流動性≥700mm，抗離析性≤7%，保塑性在90min內(nèi)。

三、澆筑流程

鋼管柱安裝、校正、驗收→商品混凝土廠家拌制→罐車運至現(xiàn)場→現(xiàn)場混凝土塌落擴(kuò)展度檢查→混凝土泵送澆筑。

四、施工質(zhì)量控制

1.混凝土供應(yīng)質(zhì)量控制

（1）為保證混凝土順利澆筑和澆筑質(zhì)量，施工前商品混凝土廠家對自密實混凝土的配合比進(jìn)行試驗，確定符合設(shè)計要求的合理參數(shù)。

（2）考慮到混凝土和鋼管壁之間的空隙，應(yīng)在混凝土中添加膨脹劑，比例控制在5%～10%范圍內(nèi)。

（3）為盡量降低混凝土的水化熱，選用中低水化熱的水泥，在滿足混凝土質(zhì)量要求和泵送的條件下，盡量減少水泥的用量。石子選用級配較好的碎石，粒徑為5～20mm，含泥量不得大于1%，且不得含有機(jī)雜質(zhì)。砂子選用級配較好的中粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.6，含泥量不得超過2%，通過0.315mm篩孔的砂不得少于15%。

（4）商品混凝土廠家必須對每一批次的混凝土進(jìn)行塌落擴(kuò)展度檢測，檢測合格后才能發(fā)料，并且保證使用同一批次的原材料。

（5）由于混凝土粘性強，容易堵管，因此，混凝土供應(yīng)必須保持連續(xù)，其在泵管中的停滯時間不得超過15min。

2.現(xiàn)場施工質(zhì)量控制

（1）現(xiàn)場鋼管柱的焊接質(zhì)量及變形控制符合設(shè)計要求。焊縫要100%采用超聲波檢測。

（2）在鋼管柱吊裝前，要將柱內(nèi)的異物或積水清除干凈。吊裝完成后，要立即將鋼管柱柱頂?shù)南铝峡诜舛聡?yán)實，保證異物或水不能進(jìn)入柱內(nèi)。

（3）在混凝土澆筑前幾天，安排專人關(guān)注天氣情況，以避免雨天澆筑混凝土。在混凝土澆筑過程中，安排專人對每車混凝土的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，及時做好坍落擴(kuò)展度性能檢測，不符合要求的禁止使用。

（4）根據(jù)規(guī)范要求，每100m3混凝土取樣不少于2組試塊，用以檢驗混凝土的質(zhì)量。

（5）采用混凝土汽車泵輸送、下料斗下料的澆筑方式，即由汽車泵將混凝土送至柱頂下料斗內(nèi)，由下料斗將混凝土自由拋落至柱內(nèi)。下料斗用3mm厚鐵皮制作，角鋼加固。

（6）鋼管柱混凝土澆筑前才能將下料口密封打開。每根鋼管柱澆筑混凝土前，應(yīng)先澆灌一層10～20cm厚與混凝土強度等級相同的水泥砂漿，以防止自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳離析。

（7）在混凝土澆筑過程中，利用測繩測量液面高度，待混凝土液面升至整節(jié)鋼管柱高度的1/2處或柱內(nèi)隔板以下20～50cm位置（以實際隔板位置為準(zhǔn)）時稍作暫停，讓氣泡能夠充分溢出，5min后再將混凝土澆筑至柱項。每節(jié)鋼管柱根據(jù)實際情況最多分3次澆筑完成。鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑宜連續(xù)進(jìn)行，必須間歇時，間歇時間不應(yīng)超過混凝土的終凝時間。

（8）混凝土澆筑高度超過柱頂排氣孔，并在柱頂上部進(jìn)行適當(dāng)振搗，排除空氣。待混凝土達(dá)到強度后，清除高出料口的混凝土，并將料口清理干凈及時焊好料口蓋板。

（9）鋼管內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量，可采用敲擊法進(jìn)行初步檢查，如有異常，則應(yīng)用超聲波進(jìn)行檢測。對于混凝土澆筑不密實的部位，可采用局部鉆孔壓漿法進(jìn)行補強，然后將鉆孔補焊封固。

五、結(jié)語

該工程于2012年10月初完成鋼管柱柱芯混凝土的澆筑。根據(jù)質(zhì)量檢測站的自密實混凝土試塊報告及現(xiàn)場初步檢查，混凝土強度及各項性能指標(biāo)滿足設(shè)計要求。上述鋼管混凝土施工方案的順利實施，尤其是通過采取有效的施工質(zhì)量控制措施，確保了自密實混凝土鋼管柱的施工質(zhì)量，也為進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用高性能混凝土提供了參考

淮委綜合事業(yè)發(fā)展中心 233001 沂河水利管理局 276005）